[发明专利]一种重载铁路桥梁墩柱基础抵抗冲刷的梳流齿装置

说明书

本发明涉及一种重载铁路桥梁墩柱基础抵抗冲刷的梳流齿装置，属于桥梁加固技术领域。包括梳流齿、L型装载板以及菱形格栅；L型装载板预埋于基础和河床内，L型装载板的水平板后端嵌固于桥梁墩柱的基础内，其埋置于河床内的前端向下弯起，形成竖直板；若干梳流齿分层交错布置在桥墩和基础受水流冲刷的上游侧；菱形格栅紧贴在L型装载板竖直板的外侧并同样预埋于河床内；沿上游向桥墩方向，每层梳流齿交错布置，梳流齿的张开角度逐渐增大，齿间间距逐渐减小。本发明有效避免了桥墩和基础遭受冲蚀的问题，对河床起到了保护作用。

技术领域

本发明涉及一种重载铁路桥梁墩柱基础抵抗冲刷的梳流齿装置，属于桥梁加固技术领域。

背景技术

桥梁作为重要的交通要道，对社会的发展有不可替代的作用。近年来,随着我国经济的发展，对交通的运营能力提出了更高的要求，为了保障运营能力的稳定提高，越来越多的跨河跨江桥梁开始修建。众多跨河跨江大桥大多采用历史悠久且应用广泛的桩基础,将桥梁桩基上部结构物自重及外部荷载通过桩基础传递到更深的底床持力层中。桥梁桩基础在复杂水流环境中的安全与稳定性除了取决于其在复杂水环境中的受力条件以外,更与由水流冲刷引起的基础埋深变浅导致桩基承载力降低有关。

众多跨河跨江修建的桥梁，由于水流的冲刷，不仅会导致桥梁的水下结构受到销蚀，同时也会造成桥墩、基础埋深减少，导致桩基外露，使得桩基更加容易破损，甚至会导致桥墩倾斜、垮塌，对桥梁安全有很大的不利影响。因基础埋深不够产生的桥梁损毁案例是众多水害中发生较多且后果较为严重的一种。目前部分桥梁结构受冲刷严重，对行车安全造成不利影响，虽然已经采用限速等多种措施，但严重影响了运能运量，因此，为保障重载运输安全顺利进行以及桥梁结构自身的安全，开展洪水冲刷对桥梁影响的研究以及冲刷防护措施研究尤为迫切。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种重载铁路桥梁墩柱基础抵抗冲刷的梳流齿装置，可以有效的提高桥梁墩柱基础的抗冲刷能力。跨江跨河的桥梁采用这种装置，可以大幅度提高桥梁基础抵抗冲刷的能力，从而提高桥梁的运营安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种重载铁路桥梁墩柱基础抵抗冲刷的梳流齿装置，包括梳流齿、L型装载板以及菱形格栅；所述L型装载板预埋于基础和河床内，所述L型装载板的水平板后端嵌固于所述桥梁墩柱的基础内，其埋置于河床内的前端向下弯起，形成竖直板，防止由于水流流速过大导致L型装载板掀起，从而损坏梳流齿；若干所述梳流齿分层交错布置在桥墩和基础受水流冲刷的上游侧，每个梳流齿均与L型装载板的水平板垂直焊接在一起；所述菱形格栅紧贴在L型装载板竖直板的外侧并同样预埋于河床内；沿上游向桥墩方向，每层梳流齿交错布置，梳流齿的张开角度逐渐增大，齿间间距逐渐减小，使得水流从上游向桥墩流动过程中被逐层分流，达到降低流速、降低泥沙携带能力和降低冲击墩身流速的目的；所述L型装载板位于河床内的埋置深度大于梳流齿整体高度的20％，以防止梳流齿在大流速状态下发生失稳现象。

进一步地，所述梳流齿为不锈钢材料制成的弯折板，其板厚度应大于2mm，张开角度在60°-150°之间，其上的齿间间距在1cm-10cm之间；

进一步地，同层相邻梳流齿的间距在2cm-6cm之间，相邻两层梳流齿的间距在0.5m-2.0m之间，每层梳流齿所需数量及布置范围根据水流流速、河床地质和桥墩迎水面积情况确定。

进一步地，所述L型装载板为不锈钢材料；所述菱形格栅的材质为玄武岩纤维。